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1、土质学与土力学实验报告专业班级实验小组姓名学号华中科技大学土木工程与力学学院2010年10月土质学与土力学是一门有关土一一一种特殊建筑材料的学科。厂房、铁路、公路、港口 码头等工业建筑以及城市中各种民用建筑都是以土作为地基介质的。而土的形成过程又是一 个极其复杂的地质过程。土的性质不仅与天然形成环境有关，且与其地质历史中的变化有关。 土工试验就是通过对土进行物理及其力学性质的试验分析，了解土的组成、物理性质与力学 性质，为工程设计提供土工计算的参数与指标。所以土工试验中将其试验项目按其性质与方 法分为物理性质试验与力学性质试验。物理性质试验是对土的组成、物理及水理特征进行分 析评价。试验项目包
2、括粒度测定，含水量测定、容重测定、液限塑限测定等。力学性质试验 是对土在各种状态下的力学性质进行测定，试验项目包括压缩性试验、直剪试验、无侧限抗 压试验以及三轴试验等。土作为一种特殊的材料，特点就在于其三相组成和复杂的地质形成过程。因此，对于 土工试验的要求不仅在于了解土体性质，更重要地在于对土这种材料在工程活动中其性质变 化过程的模拟。土工试验作为土力学的实践课，它要求学生首先重视土力学基本原理理论的 学习，进而了解土工试验原理并掌握试验方法以及试验数据的分析整理与指标的选择。2010年10月土工试验开样记录4试验一土的粒度成分测定5试验二土的密度试验9试验三土的含水量（率）试验12试验四土
3、的比重试验14试验五粘性土的液限、塑限的测定16试验六渗透定律试验*19试验七土的侧限压缩试验（固结试验）23试验八土的直剪试验26试验九土的三轴试验32试验十土的击实试验35试验十一无侧限抗压强度试验38土工试验开样记录工程名称钻孔号.、实验目的、基本原理三、仪器设备四、操作步骤试验一 土的粒度成分测定五、记录格式（一）筛析法（筛分法）土样编号 风干土质量 姓名土样说明 试验日期 班级孔径（mm）留筛土质量（g）累积留筛土质量（g）小于该孔径的土质量（g）小于该孔径的土 质量百分数（%）20105210.50.250.075底盘总计备注(二)密度计法(比重计法)湿土质量 土样编号含水率 土样
4、说明干土质量 密度计号土粒比重 量筒号烧瓶号 试验处理说明 小于0.075mm颗粒质量克，占总土质量的百分 %试验时间下沉时间f(min)悬液温 度 T(。密度计读数土粒落 距L(cm)粒径 d(mm)小于某孔径的土质量百分数(%)小于某孔径的总土质量百分数()密度计读数R温度校正值mt分散剂校正CdR =R20+D12530601201440颗粒大小分布曲线100卯80706050403020100 e舔盗度-HNW盘卜专00ZOZOSZc5OOoaoogo土粒直径刑(mm)oo六、误差分析七、思考题1. 什么是颗粒分析?颗分有什么意义?2. 实验室进行颗粒分析的方法有几种?各适用条件是什么
5、?3. 如何做累积百分曲线?曲线的陡缓程度说明什么问题?4, 用筛析法进行颗分时，如何保证实验精度?、实验目的、基本原理三、仪器设备四、操作步骤试验二土的密度试验五、十记录格式(_)密度试验记录表封法)工程名称钻孑阎号土样说明试验者计算者校核者蜡的密度Pn=92(g/cm试样编号试样质量(g)试样加蜡质量(g)WW孚质量(g)arc水的密度g/cm3试样力蜡积(cm3)蜡体积(cm3)试样体积(cm3)密度(g/cm3)含水率(1)f2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(2)-(3) / (4)(2广(1)/pn(5)- (6)(1)/ (7)（二）密度试验（环刀法）土样编号 班组试
6、验日期 姓名环环加土质量（g）环刀质量（g）湿土质量（g）环刀体积（cm3）密度（g/cm3）平均密度（g/cm3）备注-G ）,（4 ）六、思考题1. 什么是土的重度、天然重度、水下重度、干重度?2. 开土样时怎样准确测定环刀内土的体积？削土刀是否能用力反复刮平土面?3. 简述天平的使用规则。、实验目的、基本原理三、仪器设备四、操作步骤试验三土的含水量（率）试验五、记录格式含水率试验土样编号 班组试验日期 姓名土样 编 号盒号盒质量（g）盒加湿土 质量（g）盒加干土质量（g）水质量（g）干土质量（g）含水率（%）平均含水率（%）备注六、思考题1. 土的含水量的测定方法有几种？各自适用条件是什
7、么？2. 如何使用烘箱和干燥器？该试验的温度应控制在多少度?3 土样盒为什么要上下都编号?4. 土样烘干后能否立即称重？为什么？、实验目的、基本原理三、仪器设备四、操作步骤试验四土的比重试验五、记录格式比重试验(比重瓶法)土样编号 班组试验日期 姓名试 样 编 号比重瓶号温度(C)液体 的比 重Gwt瓶质 量(g)瓶、干 土质 量(g)干土质量(g)瓶、液 总质 量(g)瓶、液、土总质量(g)与干土 同体积 的液体 质量(g)比重Gs平 均 比 重(10)查表(413)(5汁(616)六、思考题1. 如何测定土的比重？比重与重度、密度有什么异同?2. 比重瓶有何特点？瓶塞上的小孔有何用途?3.
8、 如何保证比重测定的精度?、实验目的、基本原理三、仪器设备四、操作步骤试验五粘性土的液限、塑限的测定五、记录格式液塑限实验班级姓名土样编号实验日期土样说明实验名称液限塑限实验次数土盒号数土盒加湿土重(g)土盒加干土重(g)水重(g)土盒重(g)干土重(g)含水量(%)平均含水量(%)塑性指数/P=土名：液性指数/L=土的状态：备注天然含水量w=六、思考题1.什么是土的界限含水量？土有几种界限含水量？其物理意义是什么？2.用平衡锥法测定土的液限时，如何将土调拌均匀？试样杯中土样的装入过程有什么 要求？3. 用搓条法测定土的塑限时，为什么不能无压滚动?4. 能否用电吹风的热风将土中含水率降低?5.
9、 该实验为什么要取两个以上的平行样?、实验目的、基本原理三、仪器设备四、操作步骤试验六 渗透定律试验*土样说明孔隙比（一）常水头渗透试验工程名称土样名称试样高度 干土重试样面积 土粒比重测压孔间距土样编号仪器编号测压管断面积a 班组试样高度L 姓名试验日期（二）变水头渗透试验开始时间t1终了时间t2经过时间t开始水头h1终了水头h2aL2.3 xAtlg普水温TC时的参 透系数kT水温T日时分日时分scmcm10-410-2(cm/s)C垣挡xj *孔隙比试样面积A六、思考题1. 当试样中水未流动时，三个测压管的水头与溢水口水面保持在同一高度，为什么?2. 为什么要在测压管水头稳定后测定流量?
10、3. 三种试样的V-I曲线是否符合线性渗透定律？试分析其原因?4. 比较不同试样的渗透系数K值，分析影响K值的因素?5. 在实验过程中为什么要保持常水头?试验七 土的侧限压缩试验（固结试验）一、实验目的二、基本原理三、仪器设备四、操作步骤固结试验(快速法)土样编号 密 度 班 组说明土样 含水率 姓名初始孔隙比 比重 试验日期荷重时间压力(kPa)量表读数(0.01mm)总变形量(mm)仪器变形量(mm)土样变形量(mm)单位沉降量压缩后孔 隙比PSAhiS=iSAh/Hi oe=e-Sid+Ceep关系曲线压缩系数a 1-2=MPa-1属压缩性土0p(kPa)六、思考题1. 固结试验按照稳定
11、条件分为几种？如何保证快速压缩试验的准确性?2, 在调试仪器时，如何保证“两平一密”?3. 总变形量包括几部分？如何测定？如何用百分表进行计量?、实验目的、基本原理三、仪器设备四、操作步骤试验八土的直剪试验直接剪切试验（一）土样编号 仪器编号 班组土样说明 测力计系数 姓名试验方法 手轮转速 试验日期垂直压力kPa 抗剪强度kPa垂直压力kPa 抗剪强度kPa手轮转数测力计读数剪切变形剪应力手轮转数测力计读数剪切变形剪应力转0.01mm0.01mmkPa转0.01mm0.01mmkPa(3质120一(2kC(3质120一(2kC112233445566778899101011111212131
12、31414151516161717181819192020212122222323直接剪切试验（二）土样编号 仪器编号 班组土样说明 测力计系数 姓名试验方法 手轮转速 试验日期垂直压力kPa 抗剪强度kPa垂直压力kPa 抗剪强度kPa手轮转数测力计读数剪切变形剪应力手轮转数测力计读数剪切变形剪应力转0.01mm0.01mmkPa转0.01mm0.01mmkPa(3质120一(2kC(3质120一(2kC1122334455667788991010111112121313141415151616171718181919202021212222232324242525直接剪切试验（三）土样编号
13、 仪器编号 班组土样说明 测力计系数 姓名试验方法 手轮转速 试验日期垂直压力kPa 抗剪强度kPa垂直压力kPa 抗剪强度kPa手轮转数测力计读数剪切变形剪应力手轮转数测力计读数剪切变形剪应力转0.01mm0.01mmkPa转0.01mm0.01mmkPa(3质120一(2kC(3质120一(2kC1122334455667788991010111112121313141415151616171718181919202021212222232324242525直接剪切试验(四)土样编号 仪器编号 班组说明土样 测力计读数 姓 名试验方法 手轮转速 试验日期垂直压力(kPa)手轮转数(n)测力
14、计读数(0.01mm)剪切位移(mm)剪切历时(t)抗剪强度(kPa)100200300400内摩擦角 =凝聚力c =kPa000100200300400垂直压力o(kPa)抗剪强度与垂直压力关系曲线六、思考题1. 抗剪强度如何测定？直接剪切试验按排水条件如何分类?2. 终止试验的标准是什么？3. 砂类土和粘性土的剪切过程有什么不同？ c、9值有何差异?、实验目的、基本原理三、仪器设备四、操作步骤试验九土的三轴试验三轴压缩试验（固结排水剪）工程编号 班组试验日姓名试样直径d_cm试样高度h_ cm试样面积Acm2试样体积Vcm3试样质量mg试样密度p_g/cm测力计率定系数CN/0.01mm剪
15、切速率mm/mi周围压力。一_kPa固结下沉量_ cm固结后试样高度_ cm固结后面积气ci轴向变形读数cm测力计量表读数 0.01mm轴向应变试样校正后面 积cm2主应力差kPa大主应力kPa孔隙水压力kPa有效大主kPahR1Aaq一%气u气六、思考题1. 三轴试验和直剪试验有什么不同？为什么三轴试验更接近地基土的真实情况?2. 三轴试验开样有什么要求？砂类土和粘性土试验结束后试样有什么不同？试画出素描图。3. 试验过程中如何控布孔隙水压力u?如何进行水下样的饱和?4. 如果一组土样少于3个，如何准确测定c、施?、实验目的、基本原理三、仪器设备匹I、操作步骤试验十土的击实试验击实试验(_)
16、土样编号 土粒比重 班 组 土样说明 试验仪器 姓名 土样类别 每层击数 试验日期 风干含水率%,估计最尤含水率%试验点号1234567士密度筒湿土质量(g)筒质量(g)湿土质量(g)筒体积(cm3)湿密度(g/cm)干密度(g/cm)含幸盒 号盒加湿土质量(g)盒加干土质量(g)盒质量(g)水质量(g)干土质量(g)含水率(%)平均含水率(%)击实试验(二)r- ccmww回Nwww廿含w-wtw*M(N、实验目的、基本原理三、仪器设备匹I、操作步骤试验十一无侧限抗压强度试验无侧限抗压强度试验工程名称 土样说明 班组土样编号 试验日姓名试验前试样高度h=mm试样质量 m=g试验前试样直径Do=cm试样密度p=g/cn3试验前试样面积Ao=c血 灵敏度S=手轮每转一周螺杆上升高度宜=mm测力计率定系数C=N/0.01cm原状试样无则限抗压强度q=kPa重塑试样无侧限抗压强度q= Pa试样破坏情况手轮转数n测力计量表 读数R (mm)轴向变形宜(mm)轴向应变% (%)校正后面积Aa (cm2)轴 向荷重P(N)轴向应力a (kPa)（&L-hoCx（5）X 10六、回答问题1. 在试验中为什么要控制剪切时间和应变速率?2. 为什么重塑土样应立即进行试验?3. 试验前试样两端要涂一层凡士林，为什么?
